Презентация по предмету Химические основы экологии
Строение, состав и изменение атмосферы. Изменение климата – следствие «парникового эффекта»
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 stroenie_i_sostav_atmosfery._parnikovyy_effekt.pptx | 1.19 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
1. Строение, состав и изменение атмосферы Атмосфера – воздушная оболочка земного шара, защищающая живые организмы от вредного воздействия космического излучения и резких колебаний температуры Когда хотят подчеркнуть важное значение чего-либо, говорят: «необходим как воздух». Если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды несколько суток, то смерть от удушья наступает через 4-5 минут. Атмосфера имеет слоистое строение. Масса воздуха в атмосфере 5,15 * 10 15 тонн.
Рис.1 Строение атмосферы
Рисунок 2 – Строение атмосферы
1.Тропосфера. До высоты 16-18 км над экватором и 8-10 км ад полюсами воздух наиболее плотный. В этом слое содержится 4/5 всей массы воздуха. Нижняя часть тропосферы входит в состав биосферы, в ней существуют живые организмы. Даже современные самолеты не поднимаются выше тропосферы. Состояние тропосферы определяет погоду. При удалении от поверхности Земли в тропосфере происходит понижение температуры на 6 на каждый километр. На высоте 18-20 км плавное понижение температуры прекращается, и здесь она остается почти постоянной -60—70 С. Этот слой называется тропопаузой .
2. Стратосфера . Высота данного слоя 20-50 км от земной поверхности. Температура в стратосфере повышается при удалении от Земли на 1-2 С на каждый километр, и на высоте 50-55 км, доходит до нуля. Этот слой относительно постоянной температуры называется стратопауза . 3. Мезосфера Данный слой распространяется до высоты 55-80 км. При удалении от Земли температура в нем понижается на 2-3 С на каждый километр и на высоте 80 км, в мезопаузе , достигает -75-90 С. 4. Термосфера и экзосфера Эти слои занимают высоты 80-1000км и 1000-2000 км соответственно. Это наиболее разряженные части атмосферы. Здесь встречаются лишь отдельные молекулы, атомы и ионы газов, плотность которых в миллионы раз меньше, чем у поверхности Земли. Следы газов обнаруживаются до высоты 10-20 тыс. км от поверхности Земли.
Таблица 1 - Характеристика сфер атмосферы
Состав атмосферы Рисунок 2 – Состав воздуха Таблица 2 – Газовый состав атмосферы
Состав атмосферы и функции, составляющих её газов
Изменение состава атмосферы Атмосфера менялась на протяжении земной истории. несколько миллиардов лет назад она преимущественно состояла из СО 2 , N 2 и водяного пара; кислород появился в ней 1,5—2 млрд. лет назад в результате активной деятельности прежде всего цианобактерий . С появлением зеленых фотосинтезирующих растений содержание О 2 , стало неуклонно увеличиваться и в последние примерно 0,5 млрд. лет стабилизировалось на одном уровне . Однако сравнительно недавно вновь начались перемены в составе атмосферы, вызванные техногенезом (производственной деятельностью человека).
Последствия этих изменений крайне неприятные : — вымывание из атмосферы кислот — «кислотные дожди»; — утончение и перфорация слоя стратосферного озона О 3 , который защищает земную жизнь от ультрафиолетового излучения Солнца; — потепление климата, вызванное накоплением в атмосфере газов, поглощающих инфракрасное излучение и препятствующих его рассеянию,— «парниковый эффект»; — коррозия материалов на открытом воздухе; — фотохимический смог в городах и т. д. Перечисленные проблемы связны с изменением концентраций — как это ни удивительно! — второстепенных газовых примесей, а не главных компонентов атмосферы.
К второстепенным газам атмосферы относятся: диоксид серы SO 2 , оксиды азота NO и NO 2 , метан CH 4 , монооксид углерода CO, и хлорфторуглероды ХФУ ( прежде всего CFCl 3 и CF 2 Cl 2 , называемые фреонами). Однако изменения в составе атмосферы могут иметь не только антропогенные , но и природные причины. Так, например, монооксид углерода легко образуется в атмосфере при окислении метана: 2 CH 4 + 2 O 2 2 CO + 4 H 2 O П риродные источники газов, поступающих ежегодно в атмосферу ,- составляют значительно большую долю , чем антропогенные (табл. 3). Это вполне понятно, если вспомнить, что эти процессы являются частью биогеохимических циклов элементов. Тем не менее именно эмиссии (выбросы) газов- поллютантов , связанные с хозяйственной деятельностью человечества, оказываются той «каплей », которая переполняет чашу и нарушает баланс в биосфере.
Таблица 3 – Соотношение природных и антропогенных источников некоторых газов- поллютантов , поступающих ежегодно в атмосферу
2. Изменение климата – следствие «парникового эффекта » По прогнозам ученых, в ближайшие полстолетия температура Земли повысится на 2—З °С. (За каждые 100 лет температура на планете повышается в среднем на 6—8°С.) Причиной такого термического разогрева является – «парниковый эффект» — явление, первые исследования, которого датируются уже 1861 г. ( Д ж . Тиндаль ). Задержка тепла атмосферой — нормальный процесс, происходивший и до появления человека на Земле. Суть этого процесса показана на рисунке 3.
Рисунок 3 – «Парниковый эффект» атмосферы
Примерно 30% энергии, идущей от Солнца, отражается либо от облаков, либо от частиц, содержащихся в атмосфере, либо от поверхности Земли. Остальные 70% поглощаются облаками и поверхностью Земли. Поглощенная энергия переизлучается Землей и атмосферой уже в инфракрасном (ИК) диапазоне. На рисунке 3 это излучение изображено растянутыми волнистыми стрелками в отличие от коротковолнового ультра фиолетового (УФ) излучения Солнца (сжатые волнистые стрелки в виде пружинок). Атмосфера к тому же нагревается дополнительно восходящими потоками воздуха и теплом, выделяющимся при формировании облаков (прямая стрелка с заштрихованными прямоугольниками). Большая часть ИК- переизлучения , однако, задерживается парниковыми газами и облаками и возвращается к поверхности Земли.
Так возникает «парниковый эффект » Именно поэтому на планете на 33 С теплее, чем было бы в отсутствие «парникового эффекта». Цифры на рисунке 3 означают долю (%) того или иного процесса в энергетическом балансе Земли. Роль парниковых газов играют второстепенные компоненты атмосферы - СО 2 , СН 4 , NO x , тропосферный О 3 и ХФУ. «Первой скрипкой» здесь является СО 2 , поскольку его доля в атмосфере несколько больше других парниковых газов и именно у СО 2 наиболее интенсивно увеличивается концентрация в результате техногенеза (прежде всего из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов). Увеличение содержания СО 2 , и других парниковых газов атмосфере приводит ко все более возрастающему удержанию переизлучаемого Землей тепла и, следовательно, глобальному потеплению климата.
Диоксид углерода задерживает половину тепла в атмосфере, однако у него есть конкурент — метан СН 4 — гораздо более эффективный поглотитель инфракрасного излучения (хотя и содержащийся в атмосфере в существенно меньших количествах). Концентрация СН 4 в атмосфере начала возрастать примерно 300 лет назад, а в последние 100 лет резко увеличилась. Анализ воздуха, заключенного в образцы глубинного льда Антарктиды и Гренландии, показал, что концентрация атмосферного метана растет со скоростью 1 % в год — в два раза быстрее, чем у СО 2 ! Интенсивное возделывание риса, разведение скота, сжигание биомассы в тропических лесах и саваннах, деятельность бактерий на свалках отходов, утечка газа при добыче угля и нефти — вот источники появления в атмосфере метана в значительных количествах. По прогнозам ученых, потепление климата, вызываемое метаном, может в ближайшем будущем сравняться по величине с потеплением обусловленным накоплением в атмосфере СО 2 .
Спасибо за внимание .